西班牙國家癌癥研究中心(CNIO)的科學(xué)家生產(chǎn)了第一批在每個(gè)人體細(xì)胞中都具有超長(zhǎng)端粒的小鼠。對(duì)動(dòng)物的研究表明，與端粒長(zhǎng)度正常的小鼠相比，超長(zhǎng)端粒動(dòng)物的平均壽命延長(zhǎng)了近13%，更瘦，白色脂肪組織更少，并且代謝健康更好。研究人員從胚胎干(ES)細(xì)胞中產(chǎn)生了小鼠，這些細(xì)胞帶有超長(zhǎng)的端粒重復(fù)序列，覆蓋了染色體的末端。與科學(xué)家們最相關(guān)的成就是，壽命首次在沒有任何基因改造的情況下顯著增加。研究負(fù)責(zé)人瑪麗亞·布拉斯科(Maria Blasco)博士說：“這一發(fā)現(xiàn)支持了這樣一種觀念，即在確定壽命時(shí)，基因并不是唯一要考慮的問題。” CNIO端粒和端粒酶事業(yè)部負(fù)責(zé)人。“在不改變基因的情況下可以延長(zhǎng)壽命。”

端粒是一種核蛋白結(jié)構(gòu)，基本上在人體每個(gè)細(xì)胞核的染色體末端形成保護(hù)帽。作者解釋說：“端粒對(duì)于保護(hù)染色體末端免受DNA降解和DNA修復(fù)活性至關(guān)重要，它們?cè)谌旧w穩(wěn)定性中起著重要作用。” 端粒由與蛋白質(zhì)復(fù)合物結(jié)合的重復(fù)DNA序列組成。但是，它們?cè)谝簧胁粫?huì)保持相同的長(zhǎng)度，并且在每個(gè)細(xì)胞分裂中，端粒逐漸變得略短。端粒縮短與細(xì)胞衰老有關(guān)。研究小組繼續(xù)說：“考慮到端粒短會(huì)導(dǎo)致機(jī)體衰老并降低壽命，因此端?？s短被認(rèn)為是衰老的主要原因之一。” “反過來，

初始端粒長(zhǎng)度是由遺傳決定的，并且端粒降解的速率以及物種之間也不同。例如，“人類天生的端粒比小鼠短，但是小鼠的端粒比人短100倍。”迄今為止，涉及端粒長(zhǎng)度操縱的大多數(shù)研究都需要對(duì)基因表達(dá)進(jìn)行某種改變。CNIO小組開發(fā)了一種基因療法，可以利用端粒酶的合成(該酶負(fù)責(zé)至少部分重建多能細(xì)胞中的端粒)來生成壽命延長(zhǎng)24%的小鼠，而不會(huì)患上與年齡有關(guān)的其他疾病。2009年，研究人員研究了源自成人組織的誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞，觀察到在培養(yǎng)板中進(jìn)行一定數(shù)量的分裂后，細(xì)胞獲得的端粒是正常細(xì)胞的兩倍。他們隨后證實(shí)，相同的現(xiàn)象發(fā)生在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的正常胚泡來源胚胎細(xì)胞中。在研究此觀察結(jié)果時(shí)，Blasco的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在多能階段，端粒染色質(zhì)上的表觀遺傳標(biāo)記促進(jìn)了端粒酶的延長(zhǎng)。正是這導(dǎo)致培養(yǎng)中的多能細(xì)胞端粒延伸至正常長(zhǎng)度的兩倍。端粒染色質(zhì)上的表觀遺傳標(biāo)記有助于通過端粒酶延長(zhǎng)它們的長(zhǎng)度。正是這導(dǎo)致培養(yǎng)中的多能細(xì)胞端粒延伸至正常長(zhǎng)度的兩倍。端粒染色質(zhì)上的表觀遺傳標(biāo)記有助于通過端粒酶延長(zhǎng)它們的長(zhǎng)度。正是這導(dǎo)致培養(yǎng)中的多能細(xì)胞端粒延伸至正常長(zhǎng)度的兩倍。

然后，該團(tuán)隊(duì)無需借助基因操縱就能夠生成具有超長(zhǎng)端粒的ES細(xì)胞，然后創(chuàng)建健康的嵌合小鼠，其中約30–70%的細(xì)胞來自具有超長(zhǎng)端粒的ES細(xì)胞。 。這項(xiàng)工作是在2016年報(bào)道的。對(duì)于他們最新報(bào)道的研究，研究人員生成了由這些超長(zhǎng)端粒ES細(xì)胞100%形成的嵌合小鼠。然后，他們追蹤了這些小鼠的整個(gè)生命，以觀察超長(zhǎng)端粒是否有任何不良影響。“在這里，為了解決比正常情況下更長(zhǎng)的端粒對(duì)生物體造成的任何潛在的長(zhǎng)期有害作用，我們產(chǎn)生了嵌合小鼠，這些小鼠是由具有超長(zhǎng)端粒的ES細(xì)胞(超長(zhǎng)端粒小鼠)貢獻(xiàn)的100% ，并在這些小鼠的整個(gè)壽命中對(duì)其進(jìn)行跟蹤。”

他們發(fā)現(xiàn)，超長(zhǎng)端粒沒有任何不利影響，卻與許多健康益處有關(guān)。與具有正常長(zhǎng)度的端粒的對(duì)照動(dòng)物相比，具有超長(zhǎng)端粒的動(dòng)物比對(duì)照小鼠更瘦，并且積累的脂肪明顯少于對(duì)照小鼠，并且顯示出較低的膽固醇水平，尤其是低密度脂蛋白(LDL)。超長(zhǎng)端粒小鼠還表現(xiàn)出改善的代謝健康，具有改善的葡萄糖和胰島素敏感性，隨著年齡的增長(zhǎng)，DNA損傷減少，并保留了更好的線粒體功能。代謝變化特別重要，因?yàn)檫@是首次發(fā)現(xiàn)端粒長(zhǎng)度與代謝之間存在明確的關(guān)系。與對(duì)照動(dòng)物相比，超長(zhǎng)端粒小鼠也不太可能發(fā)生自發(fā)性腫瘤。研究人員說：“我們發(fā)現(xiàn)，超長(zhǎng)端粒小鼠與正常端粒長(zhǎng)度對(duì)照小鼠相比，出現(xiàn)腫瘤的小鼠數(shù)量減少了近50%，盡管這種差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。” 有趣的是，擁有更長(zhǎng)的端粒與中位壽命增加12.75%，最大壽命增加8.4%有關(guān)。這組作者說：“這些發(fā)現(xiàn)表明，即使沒有端粒酶過表達(dá)，長(zhǎng)端粒本身也足以增加小鼠的壽命。” 超長(zhǎng)端粒小鼠在整個(gè)生命周期中的每個(gè)評(píng)估組織中都保留了更長(zhǎng)的端粒。“總而言之，這些結(jié)果表明，超長(zhǎng)端粒小鼠會(huì)隨著衰老而保留更長(zhǎng)的端粒，包括肝臟，白色脂肪組織等代謝組織，

他們聲稱，他們的“前所未有的結(jié)果”表明，給定物種中比正常端粒更長(zhǎng)的時(shí)間不是有害的，而是有益作用，例如延長(zhǎng)壽命，延緩代謝年齡和減少癌癥。“延長(zhǎng)胚胎細(xì)胞保持多能性的時(shí)間，以產(chǎn)生具有更長(zhǎng)端粒，免受癌癥和肥胖癥影響以及壽命延長(zhǎng)的小鼠，足以使小鼠具有更長(zhǎng)的端粒和更長(zhǎng)的壽命。”

這些發(fā)現(xiàn)可能為不延長(zhǎng)基因操作而延長(zhǎng)壽命的新方法的發(fā)展鋪平道路?？茖W(xué)家總結(jié)說：“這些結(jié)果還表明，端粒比正常物種長(zhǎng)的個(gè)體沒有負(fù)面選擇。” “……因此，人們可以設(shè)想自然選擇過程有利于給定物種內(nèi)端粒更長(zhǎng)的個(gè)體，這有可能增加物種的壽命。”